电力系统稳态作业与答案-长沙理工

1、第一次作业参考答案 1、电能生产的主要特点有哪些？ 答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。电能生产的连续性特点；由于电能不 能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。电能生产瞬时性的特点；这是因为 电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力 系统。电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民 经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对 国名经济产生重大影响。 2、对电力系统运行的基本要求是什么？ 答：对电力系统运行的基本要求有：保证对用户的供电可靠性；电能质量要好； 电力系统运行经

2、济性要好；对环境的不良影响要小。 3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供 电可靠性的要求是什么？ 答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危 害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政 治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生 活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为 山类负荷。 I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电； II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电； III类负荷可以停电。

3、4、 标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压） 10KVI- 1皿卩 答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下： G : 10.5KV ； T1 : 10.5/242KV ； T2: 220/121/38.5KV； T3: 35/6.3KV 5、 为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及以下架空输电 线路不需全线架设避雷线？ 答：因为110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的 优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障 相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对

4、地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降 低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短 路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击 输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的 机会，提高220KV电力系统的供电可靠性。 35KV及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电 线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。 6、 在下图所示的电力系统中已知U 10KV，3 C0U35A,如要把单相接地时流 过接地点的电流补偿到20A，请

5、计算所需消弧线圈的电感系数。 Co 解: 单相接地故障时的相量图如下: 根据消弧线圈应采用过补偿方式的要求，可知单相接地时流过消弧线圈的电流应为: U IL L 2035 55(A) U 10 L L 10000.334(H) 则: Il 55 v 3 314 答: 所需消弧线圈的电感系数为 0.334(H)。 7、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统中为什么一般采用过补偿方式? 答：消弧线圈的作用是单相接地故障时，以电感电流补偿流过短路点的电容电流，将 接地点电流减小到规定值以下，从而防止接地点电弧的出现。其工作原理如下图所示 补愷后的接地直电蔬 电感电流 icc+ICD (血6兔) 补偿前的

6、接地点电涼 Uqd 电力系统之所以一般采用过补偿方式，是因为全补偿方式在正常运行方式下可能引起 串联谐振，是应避免出现的补偿方式；欠补偿方式在系统运行方式变化时可能成为全补偿方 式，因此也不能采用，过补偿方式在系统运行方式不会全补偿的情况。 第二次作业参考答案 1中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形式？电力系统分析计算中采用哪 一种？为什么？ 答：中等长度输电线路的集中参数等值电路有型等值电路和 型等值电路两种，电力 系统分析计算中采用型等值电路。因为电力系统分析计算通常采用节点电压法，为减少 独立节点的数目，所以采用型等值电路。 2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影

7、响？ 答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导线将使电晕临界电压降低，需要在 线路设计中予以注意。 3、输电线路进行全换位的目的是什么？ 答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数（电抗、电纳）相等。 4、变压器的t形等值电路和 T形等值电路是否等效？为什么？ 答：变压器的t形等值电路和T形等值电路不等效，t形等值电路是将T形等值电路中的 励磁值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T形等值电路的近似电路。 线间距离为4m,导线型 5、已知110KV架空输电线路长度为 80km,三相导线平行布置, 号为LGJ 150,计算其参数并画出其等值电路。（LGJ-150导线计算外

8、径为17mm） 解：由于线路为长度小于100km的短线路，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只 需计算其电抗和电阻。 Dm 1.2645(m) = 500 ( cm)，导线计算半径 2 2 S 150(mm )，取导线的电阻率为31.5 .mm /km 31 5 r10.21( /km) S 150 500 x10.1445 lg 0.01570.416( /km) 8.5 输电线路的总电阻和总电抗分别为： R r1l 0.21 80 16.8( )、X x1l 0.416 输电线路的单相等值电路如图 17 2 80 8.5(cm) 33.28( ，标称截面为 精选文档 6、已知220KV同杆

9、双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置， 导线之间的距 离为6.0m,导线型号为 LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。 (LGJ-300导线计 算外径24.2mm) 解: 忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为 2.42 2 Dm 1.26 67.5m r 2 阻率为 31.5 .mm /km 1.21(cm) ，标称截面为 2 300( mm )，取导线的电 则单位长度线路 的电抗 x10.1445lg750 0.419( /km) 1.21 bi 电纳分别 7.58“ 10 ,750 lg 1.21 31 5 0.105( /km) 300

10、 2.71 6 10 (S/km) 取 1、m 0.9，则输电线路的电晕临界相电压为: Ucr 44.388m r(1 lg-D 44.388 r 0.9 1.0 1.21 (1 0.298_ 750 .1.21 1.0)g1.21 171.54(KV) 220 1.05 大于线路的最高工作相电压 133.37(KV) ，所以线路不会发生电晕现象, 输电线路单位长度的电导 线路的集中参数为： 0.105 2 g1 200 10.5( x1 2 B b1 l 22.71 10 6 200 0.419 200 41.9() 2 10.84 10 4(S)、G g1 l 20 线路的等值电路为: W

11、如j叩9G Q111_0 画出变压器的 形等值电路。 解: 计算变压器参数（归算到110KV） Pk Un 52 1212 1000 s； 1000 6.32 Uk% u； 10.5 1212 100 Sn 100 6.3 P S： 9.76 1 1000 Un 1000 1212 1。 Sn 1.1 6.3 100 Un2 100 1212 Rt Xt Gt Bt 形等值电路 19.2() 244() 0.67 10 6(S) 4.7 10 6(S) 变压器 o-4/- -J4.7 xlO_C50 心 9、已知三绕组变压器型号为SFSL-15000/110,容量比为100/100/100，短

12、路电压为 Uk31（%） 17 1 Uk23（%） 6、Uk12（%） 10.5，短路损耗为 PK31120KW、 PK12 120KW、 Pk23 95KW，空载损耗为 P。22.7KW，短路电流 5（%）1.3。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。 解： 1）变压器参数计算 电阻计算 11 Pk1（ Pk31Pk12Pk23）（120 120 95） 72.5KW 22 PK2 PK12 PK23 PK13) (12095 2 120) 47.5 KW PK3 PK31 PK23 PK12 ) 1 (120 95 2 120) 47.5KW PK1 u2 72.5 1102 R

13、T1 2 4 一 2 3.899() 1000 Sn 1000 15 PK2 un 47.5 1102 RT2 4 一 2 2.554() 1000 Sn 1000 15 Pk 3 U； 47.5 1102 RT 3 9 4_2 2.554() 1000 Sn 1000 15 电抗计算 Uki(%) Uk2(%) 11 2U K12 (%) U K31 (%) U K23 11 2叽2(%) Uk23(%) Uk31(%)2(10.5 6 17) Uk3(%) 1Uk31 (%) Uk23(%) Uk12(%) XT1 Uk1(%) u2 100 Uk2(%) Sn 10.75 1102 10

14、0 15 86.72( 1(17 6 10.5) ) 10.75 0.25 6.25 Un 7U k3 (%) 入T 3 Un 6.25 1102 100 Sn 100 15 电纳、电导计算 XT2 100Sn 0() 50.42() Bt l(%)Sn 100U： Gt Pq 2 1000U n 1.3 15 100 1102 22.7 1000 110 6 1.611 10 (S) 1.876 10 (S) 2 10、已知自耦变压器型号为 OSFPSL-120000/220，容量比为 100/100/50，额定电压为 220/121/11KV，变压器特性数据为：短路电压为Uk31（%） 3

15、3.1、u k23 （%） 216、 uk12（%）9.35 （说明短路电压已归算到变压器额定容量之下），Pk31 366KW、 Pk12 455KW、Pk23 346kw，空载损耗为 P073.25KW，短路电流 Io (%).346。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。 解： U K1 (%) U K2 (%) Uk3(%) Xti Xt2 XT3 2U K12 (%) Uk31(%) Uk23(%) (9.35 2 33.1 21.6) 10.425 1u K12 (%) Uk23(%) Uk31 (%) 1 (9.35 2 21.6 33.1) 1.075 1u K31 (

16、%) Uk23(%) Uk12(%) 1 (33.1 21.6 9.35) 22.675 0 Uk1(%) Un 100 Sn Uk2(%) Un 100 Sn Uk3(%) U； 100 Sn 10.425 2202 100 120 0() 2 22.675 220 100 120 42.044() 91.488() 电纳、电导计算 Bt Gt l(%)Sn 100U； P。 2 1000U n 0.346 120 100 2202 73.25 2 1000 220 6 8.578 10 (S) 1.513 10 6(S) 2)变压器等值电路 1)变压器参数计算 电阻计算 PK31 4 f

17、PK31 4 366 KW 1464 KW 、 Fk12 P K12 455KW 、 PK23 4 1 PK23 4 346 KW 1384 KW PK1 P K31 PK12 PK23 ) 1 (1464 2 455 1384) 267.5KW PK2 P K12 PK23 PK13) 1 (455 2 1384 1464) 187.5KW PK3 PK31 PK23 PK12 ) 1 -(1464 2 1384 455) 1196.5KW P K1 Un 267.5 2202 RT1 2 0.899( ) 1000 Sn 1000 1202 P K2 U： 187.5 2202 RT2 2

18、 0.63() 1000 Sn 1000 1202 PK3 u2 1196.5 2202 RT3 2 4.02( ) 1000 Sn 1000 1202 电抗计算 11、某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、 导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算 按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数 按变压器额定变比确定的标幺制参数 按变压器平均额定变比确定的标幺制参数 35KV LSJ-120 Dm -4m -GD -GD SSPL-l20000/220 SJPSL-63000/220 100/100/100

19、 220KV LGJQ-4O0 Da s7m - ISOIGi ISOKm 系统 【LGJQ-400的单位长度参数为： r1jx1 .8 j0.406( /km) ； lgj-120 的单位长 fr 10EV ZUJ2-3X170 jr - O.OE(Q/jbn) r, =0 4XQ/Jhn) 度参数为： r1 jX10.27 j0.408( /km) ； SSPL-120000/220 的额定变比为 220/38.5KV、 短路损耗Pk 932.5KW、短路电压U k (%) 14 ； SFPSL-63000/220的额定变比 220/121/11;短路损耗P 解：最大负荷和最小负荷时线路和

20、变压器的功率损耗为： Smax 352182 2 1102 (4.1 Smin 182 102 1102 (4.1 1.9) 1.9) .352182 1102 (15.2 .182 102 j 1102 (15.2 34.8)0.768j6.401(MVA) 34.8)0.210j1.752(MVA) 最大负荷和最小负荷情况下线路首端的功率为： Smax(35j18)(0.768j6.401)35.76824.401(MVA) 35.768 624.401 50 U max 12.48KV 115 最大和最小负荷下线路和变压器的电压损耗(不计电压降落横分量影响)为: U min Smin(18j10)(0.210j1.752)18.210j11.752(MVA) 18.21 6 11.752 50 6.06 KV 115 变压器分接头选择 115 12 48 UfI.max10.5107.65KV 10 115 6.06 UfImin 10.5106.9 KV 10.7 fl. js 107.